鋼水化學成分智能分析系統技術要求

1范圍

本文件規定了鋼水化學成分智能分析系統的系統組成、檢測流程、檢測裝置、數據管理、檢測

報告等要求。

本文件適用于鋼水化學成分智能分析系統的開發和應用。為鋼水化學成分的智能分析檢測提供

參考標準。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用

文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）

適用于本文件。

GB/T20066鋼和鐵化學成分測定用試樣的取樣和制樣方法

GB/T14203-2016火花放電原子發射光譜分析法通則

GB/T16597-2019冶金產品分析方法X射線熒光光譜法通則

YB/T081-2013冶金技術標準的數值修約與檢測數值的判定

GB/T8170-2019數值修約規則

YB/T4144-2019建立和控制原子發射光譜化學分析曲線規則

GB/T27476.1檢測實驗室安全第1部分：總則

GB/T27476.2檢測實驗室安全第2部分：電氣因素

GB/T27476.3檢測實驗室安全第3部分：機械因素

GB/T11170-2008不銹鋼多元素含量的測定火花放電原子發射光譜法（常規法）

GB/T4336-2016碳素鋼和中低合金鋼多元素含量的測定火花放電原子發射光譜法（常規法）

GB/T223.79-2007鋼鐵多元素含量的測定X-射線熒光光譜法（常規法）

3術語及定義

3.1鋼水化學成分

鋼鐵在熔煉（和罐內脫氧）過程中采取樣錠的化學成分代表該爐或罐內熔煉過程中熔液的平均

化學成分。根據冶煉要求不同，分析的化學成分元素也不同，通常包括（但不限于）C、Si、Mn、P、

S、Cr、Ni、Cu、Al、Mo、V、Ti、N、B、Nb、Co、Ca、W、As、Sn、Pb、Sb、Bi、Ta、Zr等

元素中的幾種或十幾種。

4系統組成

鋼水化學成分智能分析系統由智能儀器設備、智能控制系統、數據管理系統構成，其基本架構

見圖1。

智能儀器設備包括（但不限于）樣品收發設備、樣品制備設備、樣品表面缺陷識別裝置、樣品

成分智能分析系統、樣品傳遞設備、樣品標識裝置、樣品歸檔裝置、安全防護裝置等。

智能控制系統通過網絡連接從委托方系統獲取檢測委托信息，采用計算機程序對智能儀器設備

進行智能化控制，還用于樣品編碼標識的生成、委托任務的下達、樣品智能分析流程的設置、樣品

流轉信息的跟蹤顯示和反饋等。

1

數據管理系統用于樣品化學成分檢測結果的智能判定、審核、發送、保存和數據統計分析等。

委托方

發送站1#發送站2#發送站3#…………發送站n#

接收站1#接收站2#接收站3#…………接收站n#

樣品智能接收輸出輸入端口信息輸出輸入

發送

智能測溫冷卻

不合格

智能稱量

樣品智能制備輸出輸入端口信息輸出輸入

儀

器一次不合格

校

二次不合格

準制樣表面識別

樣

合格

智能漂移校正品

人

分析儀器輸出輸入端口樣

工超設定限

品

干

監控樣品定時分分析表面定位復

預壞樣信息保存

析驗

校

設定限內超設定限分析臺面智能清潔流

正

發送壞樣信息程

智能控樣校正分析曲線智能選擇

不合格

樣品分析分析結果智能判

定合格

不合格

樣品標識打印結果智能審核發送預警信息

合格

樣品歸檔保智能發送結果

存

分析結果保存

圖1系統基本構架

2

5一般要求

5.1系統分析的樣品種類包括鋼樣、鐵樣等。

5.2系統應具備樣品的自動接收和連續分析功能。樣品可通過裝載盒在發送站和接收站之間傳遞。

5.3系統應實現與委托方的通訊連接，應能完成委托任務的智能接收與下達。

5.4系統應具備樣品的智能制備、分析程序的智能選擇、樣品的標識歸檔、檢測結果的智能判定、

審核、發送與保存等。

5.5系統中機械活動區域或鏈條運行區域必須有安全圍欄防護，安全圍欄可安裝安全連鎖或報警提

醒裝置，用于人員或設備的安全防護。

5.6系統中如果有不同區域機械臂或傳輸帶的銜接時，銜接過程應流暢不間斷。

5.7系統中運行的樣品分析周期應滿足委托方的周期要求。

5.8系統應具有不少于1個的樣品輸出或輸入終端，用于樣品的人工復驗分析。

5.9系統中的樣品傳輸裝置或機械手應具有可靠、穩定的定位程序，樣品重復定位精度不得大于

0.5mm。

6樣品標識

6.1樣品標識應具有固定的編碼規則，且具有唯一性。

6.2樣品標識應包含裝載盒類型識別信息，在系統使用與樣品種類相匹配的裝載盒時，應顯示相符

的樣品標識。

6.3樣品標識應攜帶符合樣品分析流程的相關信息。

6.4樣品標識應能從委托方系統智能接收，同時樣品標識也應具有手動輸入接收功能。

6.5智能分析系統應具有樣品標識維護功能，即具備可以設置、添加、刪除或修改不同分析流程樣

品標識的功能。

7智能儀器設備

7.1樣品發送和接收

7.1.1樣品發送裝置應具備樣品標識接收功能。

7.1.2樣品發送和接收裝置應具備裝載盒識別功能，可根據裝載盒種類識別樣品編碼信息。

7.1.3樣品在接收站被取出后，裝載盒應自動原路返回發動站，不得出現錯誤的返回路線。當裝載

盒不能正常返回發送站時，應有裝載盒輸出端口，用于裝載盒自動拋出系統，并智能反饋拋出裝載

盒信息、樣品信息和故障提醒信息等給控制系統，不得影響系統的正常運行。

7.1.4樣品接收裝置應具備樣品輸出輸入端口，用于樣品裝載盒的拋出與返回、樣品的智能拋出與

輸入流轉，以保證系統的正常運行。

7.1.5樣品接收裝置的控制程序應具有拋出系統樣品信息和拋出裝載盒信息的提醒功能。

7.1.6樣品接收端如果配置樣品測溫冷卻裝置，則樣品的冷卻方式不得影響樣品的制備和分析。樣

品接收端如果不配置樣品測溫冷卻裝置，則應與委托方約定樣品的溫度要求，防止出現高溫樣品損

壞設備的情況；否則接收系統應使用耐高溫材料接收高溫樣品。

7.1.7樣品接收端如果配置樣品稱量裝置，則應根據不同樣品重量要求設置不同的重量控制限。不

符合分析重量要求的樣品應能自動從輸出輸入端口拋出系統，并發送樣品重量不足的壞樣信息給數

據管理系統。

7.2樣品制備

7.2.1智能化制備系統應包括（但不限于）樣品接收機械手或樣品傳輸鏈條、樣品表面缺陷識別裝

置和各種制樣設備。

3

7.2.2樣品接收機械手或樣品傳輸鏈條用于樣品的傳遞，各種制樣設備用于不同形狀樣品的制備加

工。

7.2.3制樣設備應具有根據不同種類樣品智能選用不同制樣程序的功能。制樣程序應具有制樣深度、

制樣次數、制樣表面粗糙程度等的設置功能，可根據不同要求設置不同制樣深度、制樣次數和表面

粗糙度要求。制備樣品應滿足《GB/T20066鋼和鐵化學成分測定用試樣的取樣和制樣方法》標準

要求。

7.2.4根據設備要求，智能化制備系統應配置相應的除塵系統以確保自動制樣設備的正常運行。

7.2.5用于樣品接收制備的機械手或樣品傳輸裝置應具有可靠、穩定的定位程序，樣品重復定位精

度不得大于0.5mm。

7.2.6樣品智能制備系統中應有樣品輸出輸入端口，用于特定樣品的輸出和輸入。在樣品輸出同時

應具有樣品信息跟蹤顯示功能，在樣品輸入系統時應具有樣品信息生成功能。

7.3樣品表面識別

7.3.1樣品表面缺陷識別裝置用于樣品拋光后表面的缺陷識別，可以在樣品制備后使用，也可在樣

品分析時使用。

7.3.2樣品表面缺陷識別裝置在表面識別后應自動進行合格樣品和不合格樣品的判定：

a)判定為合格的樣品應滿足光譜樣品表面分析標準要求，至少能激發2點以上。應能自動進行

設定流程的分析；

b)判定為不合格的樣品應具備自動重新制樣或拋出智能分析系統功能，不得影響智能分析系

統的正常運行。

7.3.3若系統具備不合格樣品二次重復制樣功能，則：

a)二次制備后的樣品經識別判定為合格的樣品，應能自動進行設定流程的分析；

b)二次制樣后的樣品仍被判定為不合格的樣品，應能自動拋出智能分析系統，不得影響智能

分析系統的正常運行。

7.3.4樣品表面識別裝置應具有智能上傳不合格樣品信息給數據管理系統功能，在樣品拋出智能分

析系統同時發送樣品不合格信息。

7.4樣品分析

7.4.1應包括（但不限于）機械手及其控制程序、表面定位識別裝置（用于分析儀器激發點的定位

識別）、分析儀器、分析臺面與電極等智能清潔裝置、樣品管理裝置、樣品智能輸入輸出裝置、樣

品標識打印裝置等。

7.4.2樣品分析機械手（或用于樣品分析的傳遞裝置）和機械手控制程序用于分析過程中樣品的轉

移、傳遞和流程控制，應具有可靠、穩定的定位程序，樣品重復定位精度不得大于0.5mm。在機械手

或傳遞裝置出現故障時，應具有故障信息提示功能。

7.4.3表面定位識別裝置用于分析儀器激發點的定位識別，如果分析儀器具有默認位置分析功能，

則可以不配置表面定位識別裝置，而只配置表面缺陷識別裝置。

7.4.4分析儀器包括（但不限于）原子發射光譜儀、X射線熒光分析儀等可用于鋼水化學成分分析的

智能化儀器。使用原子發射光譜儀分析樣品時可參照國家標準《GB/T14203-2016火花放電原子發

射光譜分析法通則》的相關規定執行。使用X射線熒光分析儀分析樣品時可參照國家標準《GB/T

16597-2019冶金產品分析方法X射線熒光光譜法通則》的相關規定執行。

7.4.5光譜分析儀應具有分析臺面和電極的智能清潔功能，根據不同要求設置不同清潔頻次，確保

樣品分析過程的精密度要求。

7.4.6智能分析系統中的分析儀器及其附屬裝置在故障時應具有故障報警或提醒功能。

7.4.7原子發射光譜或X射線熒光等分析儀器應具有分析結果的智能判定功能，應具有根據分析鋼

4

種的要求設定分析結果的判定標準功能。當分析結果滿足判定標準要求時，自動發送分析結果給數

據管理系統進行智能審核；當分析結果不滿足判定標準要求時，可以智能發送壞樣信息給數據管理

系統。不論是否滿足判定標準要求，分析結果都應自動保存。樣品化學成分的允許偏差判定可參考

《GB/T222鋼的成品化學成分允許偏差》和《YB/T081冶金技術標準的數值修約與檢測數值的判

定原則》等標準執行，也可根據委托方的要求執行。

7.4.8系統應具有分析結果智能審核發送功能。當分析結果符合鋼種標準要求的審核限時，分析結

果自動發送并自動保存；當分析結果不符合鋼種標準要求的審核限時，系統應發送分析結果預警信

息，并提示或進行樣品的復驗流程分析，同時自動保存分析結果。

7.4.9光譜分析儀器應配置有監控樣品定時分析監控儀器狀態功能。當監控樣品分析結果超出設定

限時，儀器可以智能進行漂移校正分析，即根據超出設定限元素智能進行相應元素的漂移校正。

7.4.10光譜分析儀器在完成漂移校正后，應能自動進行監控樣品的監控成分分析。當監控樣品的分

析結果滿足設定限要求時，可以智能進行類標樣品的校正分析。當監控樣品的分析結果不滿足設定

限要求時，應再次進行漂移校正分析。

7.4.11在進行類標樣品分析時，如果類標樣品的分析結果超出該樣品元素的分析偏差允許范圍，則

應智能進行監控樣品分析。當監控樣品分析結果超出設定限時，儀器進行漂移校正分析，即根據超

出設定限元素智能進行相應元素的漂移校正。當監控樣品分析結果滿足設定限要求時，自動重新進

行類標樣品分析。

7.4.12分析儀器應具有可人工干預進行儀器漂移校正、監控樣品分析、類標樣品分析等功能，用于

儀器分析狀態的確認。

7.4.13光譜分析儀器應具有根據分析樣品信息智能選擇所需分析曲線的功能，不得出現根據樣品信

息錯誤匹配分析曲線的情況。樣品分析曲線的匹配規則可參考《YB/T4144-2019建立和控制原子

發射光譜化學分析曲線規則》標準執行。

7.4.14分析儀器應具有分析結果智能判定功能。分析結果的判定規則應可根據鋼種的分析標準要求

進行設定，常用的（但不限于）分析標準有《GB/T11170-2008不銹鋼多元素含量的測定火花放

電原子發射光譜法（常規法）》、《GB/T4336-2016碳素鋼和中低合金鋼多元素含量的測定火

花放電原子發射光譜法（常規法）》、《GB/T223.79-2007鋼鐵多元素含量的測定X-射線熒光

光譜法（常規法）》等。

7.4.15樣品管理裝置包括標樣架、樣品分析等待位、樣品收集管理裝置等，用于分析儀器使用的漂

移校正樣品、類型標準化樣品、控制樣品和等待分析樣品的存放、傳遞和收集等。樣品架的標識應

具有唯一性。

7.4.16分析儀器裝置應具有樣品輸出輸入端口，用于漂移校正樣品、類型標準化樣品、控制樣品和

其他被分析樣品的智能傳遞分析。

7.4.17分析儀器使用的校準樣品應具有智能記憶激發點情況、智能識別是否需要制樣的功能，在樣

品需要制備時，可根據校準樣品種類自動選用不同的制樣程序進行樣品的智能制備和返回。

7.4.18分析完成的樣品應進行標識打印和歸檔保存。

7.5樣品傳輸歸檔

7.5.1應包括（但不限于）樣品傳遞裝置、樣品標識自動打印裝置、歸檔裝置等。

7.5.2樣品傳遞裝置用于智能分析系統中儀器設備間樣品的傳遞。樣品傳遞過程中不得出現樣品丟

失、混淆等情況。

7.5.3樣品標識打印裝置是智能分析系統中保留樣品信息標識的重要裝置，可集中配置在樣品智能

傳輸歸檔系統中，也可在樣品智能分析系統中單獨配置。

7.5.4樣品標識打印裝置應穩定、流暢，所打印樣品標識信息應完整、準確，滿足樣品的保存期限

要求，樣品保存期內不得出現樣品標識混亂、錯位、信息不完整或標識模糊不清、錯誤等情況。

5

7.5.5樣品歸檔裝置用于分析完成樣品的分類歸檔保存。樣品應能按照編碼規則進行自動歸檔，不

得出現樣品歸檔不符合歸檔規則的情況。

7.5.6智能分析系統應具有不符合分析要求樣品的流轉流程，該流程不得影響智能分析系統的穩定

性。

7.5.5樣品傳遞、標識打印、歸檔系統故障時，應不得影響或盡量減小對智能分析系統樣品接收和

分析運行的影響。

7.6安全防護裝置

7.6.1系統運行中的基本安全要求應滿足國家標準GB/T27476.1、GB/T27476.2、GB/T27476.3

等的規定要求。

7.6.2在智能分析系統運行時必須配置安全防護裝置，且該裝置必須起到系統運行中人員和設備的

隔離和安全保護作用。

7.6.3安全防護裝置應包括（但不限于）樣品傳輸過程中機械手或傳輸鏈條運行時的安全防護，可

使用具有支撐性能的材料建造，應起到人員或設備的安全防護作用。

8智能控制系統

8.1智能控制系統是用于鋼水化學成分分析系統運行的計算機控制程序。

8.2智能控制系統應包括系統中的全部儀器設備，應實現系統中儀器設備實時狀態的監控顯示，應

能跟蹤顯示樣品在系統中的運行路徑、運行狀態和實時運行情況等信息。

8.3智能控制系統應能遠程控制系統中儀器設備或樣品的運行情況，在有故障發生時，應實時顯示

故障信息，并根據故障對系統運行情況的影響程度發出不同的提示或預警信息。

8.4智能控制系統應具備系統中輸出輸入端口樣品的信息交互管理和人工干預分析操作功能的實現。

8.5智能控制系統中應保存一定期限內儀器設備和樣品運行情況的歷史記錄，應包括（但不限于）

設備在線運行率、故障報警信息、樣品溯源性等，可進行追溯或查詢。

9數據管理系統

9.1數據管理系統用于鋼水化學成分分析數據的審核、發送、保存、匯總、查詢和統計分析等。數

據管理系統中結果的數據修約規則執行國家標準GB/T8170-2019的規定。

9.2數據管理系統應具有分析結果的智能監控審核功能，應具有分析結果審核需要的元素種類、含

量范圍上下限等的設置修改功能。根據委托要求、元素含量統計趨勢等對分析結果進行識別審核判

定，給出警告或提示信息。

9.3數據管理系統應具有數據審核后自動發送和保存功能。當分析結果符合鋼種標準要求的審核限

時，分析結果自動發送并自動保存；當分析結果不符合鋼種標準要求的審核限時，數據管理系統應

發送分析結果預警信息，提示進行樣品的人工審核、人工復驗或按照流程設置進入樣品自動復驗流

程，同時自動保存分析結果。

9.4數據管理系統中應自動保存樣品全部的信息和分析結果數據，應對檢測數據進行自動統計，從

樣品特性、樣品類別、不同委托方、檢測時間等進行分類和綜合統計。應具有按照不同篩選條件進

行查詢的功能，還應具有查詢數據的導出等功能。

9.5智能化數據管理系統可將檢查結果自動傳輸至委托方指定地址，傳輸過程中不得出現元素、成

分錯位、混亂、信息丟失等情況。

9.6數據管理系統保存的數據信息不得出現數據丟失、錯亂、混淆等影響數據查詢和分析的現象。

必要時應具有數據的自動備份功能。

6

9.7數據管理系統應能對檢測數據進行智能管理、統計分析和科學應用。可包括（但不限于）檢測

結果、對檢測結果造成影響的各類檢測過程產生的數據，例如實驗室內的溫度、濕度、樣品制備、

設備使用參數等。

10檢測報告

10.1根據委托方的檢測要求，智能形成檢測結果的報告的形式或格式，并自動完成報告的發送。檢

測報告的格式和內容應符合樣品分析標準要求的規定。樣品分析標準包括（但不限于）GB/T

11170-2008不銹鋼多元素含量的測定火花放電原子發射光譜法（常規法）、GB/T4336-2016碳

素鋼和中低合金鋼多元素含量的測定火花放電原子發射光譜法（常規法）、GB/T223.79-2007鋼

鐵多元素含量的測定X-射線熒光光譜法（常規法）等。

10.2檢測報告的內容除了檢測結果還可包括其他有價值的信息，如檢測耗時、檢測設備的計量溯源

性等。

11質量控制

11.1如果在短時間內系統中連續在同一位置出現故障，則智能控制系統應發送提示或預警信息，便

于設備儀器隱患的及時發現和處理。

11.2分析儀器應定期進行監控樣品的智能分析，應為監控樣品設置符合委托方要求的控制上下限，

通過監控樣品分析結果進行儀器漂移校正分析，通過類標校正分析進行樣品結果分析的質量控制。

11.3儀器的漂移校正分析、類標樣品的校正分析、控制樣品的監控分析等是智能分析系統中質量控

制的關鍵，應根據鋼水冶煉標準要求或委托方要求進行合理的控制線設定，不得過嚴影響分析系統

的運行穩定性，不得過寬影響樣品分析的質量控制。

11.4溯源性要求：智能分析系統中的樣品和分析結果都應具有溯源性，不得出現無溯源性或溯源不

清的情況。

_________________________________

7

ICS77-010

CCSH04CISA

團體標準

T/CISAXXXXX—XXXX

鋼水化學成分智能分析系統技術要求

Technicalrequirementsofintelligentanalysissystemofchemicalcompositionfor

liquidsteel

(征求意見稿)

XXXX–XX-XX發布XXXX–XX-XX實施

中國鋼鐵工業協會發布I

鋼水化學成分智能分析系統技術要求

1范圍

本文件規定了鋼水化學成分智能分析系統的系統組成、檢測流程、檢測裝置、數據管理、檢測

報告等要求。

本文件適用于鋼水化學成分智能分析系統的開發和應用。為鋼水化學成分的智能分析檢測提供

參考標準。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用

文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）

適用于本文件。

GB/T20066鋼和鐵化學成分測定用試樣的取樣和制樣方法

GB/T14203-2016火花放電原子發射光譜分析法通則

GB/T16597-2019冶金產品分析方法X射線熒光光譜法通則

YB/T081-2013冶金技術標準的數值修約與檢測數值的判定

GB/T8170-2019數值修約規則

YB/T4144-2019建立和控制原子發射光譜化學分析曲線規則

GB/T27476.1檢測實驗室安全第1部分：總則

GB/T27476.2檢測實驗室安全第2部分：電氣因素

GB/T27476.3檢測實驗室安全第3部分：機械因素

GB/T11170-2008不銹鋼多元素含量的測定火花放電原子發射光譜法（常規法）

GB/T4336-2016碳素鋼和中低合金鋼多元素含量的測定火花放電原子發射光譜法（常規法）

GB/T223.79-2007鋼鐵多元素含量的測定X-射線熒光光譜法（常規法）

3術語及定義

3.1鋼水化學成分

鋼鐵在熔煉（和罐內脫氧）過程中采取樣錠的化學成分代表該爐或罐內熔煉過程中熔液的平均

化學成分。根據冶煉要求不同，分析的化學成分元素也不同，通常包括（但不限于）C、Si、Mn、P、

S、Cr、Ni、Cu、Al、Mo、V、Ti、N、B、Nb、Co、Ca、W、As、Sn、Pb、Sb、Bi、Ta、Zr等

元素中的幾種或十幾種。

4系統組成

鋼水化學成分智能分析系統由智能儀器設備、智能控制系統、數據管理系統構成，其基本架構

見圖1。

智能儀器設備包括（但不限于）樣品收發設備、樣品制備設備、樣品表面缺陷識別裝置、樣品

成分智能分析系統、樣品傳遞設備、樣品標識裝置、樣品歸檔裝置、安全防護裝置等。

智能控制系統通過網絡連接從委托方系統獲取檢測委托信息，采用計算機程序對智能儀器設備

進行智能化控制，還用于樣品編碼標識的生成、委托任務的下達、樣品智能分析流程的設置、樣品

流轉信息的跟蹤顯示和反饋等。

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數據管理系統用于樣品化學成分檢測結果的智能判定、審核、發送、保存和數據統計分析等。

委托方

發送站1#發送站2#發送站3#…………發送站n#

接收站1#接收站2#接收站3#…………接收站n#

樣品智能接收輸出輸入端口信息輸出輸入

發送

智能測溫冷卻

不合格

智能稱量

樣品智能制備輸出輸入端口信息輸出輸入

儀

器一次不合格